CA6140车床拨叉[831006] 加工工艺及中间铣断夹具设计-铣4mm[版本2]
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机械加工工艺过程综合卡片零件号831006材料HT200编制2007.04.02机械加工工艺过程综合卡片零件名称拨叉毛坯重量1.12kg指导生产类型中批生产毛坯种类铸件审核工序安装(工位)工步工序说明工序简图机床夹具或辅助工具刀具11234粗车55圆半精车55圆粗车55圆端面半精车55圆端面卧式车床CA6140专用夹具YW2内圆车刀 YW3端面车刀零件号831006材料HT200编制2007.04.02机械加工工艺过程综合卡片零件名称拨叉毛坯重量1.12kg指导生产类型中批生产毛坯种类铸件审核工序安装(工位)工步工序说明工序简图机床夹具或辅助工具刀具11铣断X60铣床专用夹具高速钢镶齿三面刃铣刀零件号831006材料HT200编制2007.04.02机械加工工艺过程综合卡片零件名称拨叉毛坯重量1.12kg指导生产类型中批生产毛坯种类铸件审核工序安装(工位)工步工序说明工序简图机床夹具或辅助工具刀具11234加工孔25钻孔至23扩孔至24.8粗铰孔至24.94精铰孔至25立式钻床Z535专用夹具麻花钻头25mm零件号831006材料HT200编制2007.04.02机械加工工艺过程综合卡片零件名称拨叉毛坯重量1.12kg指导生产类型中批生产毛坯种类铸件审核工序安装(工位)工步工序说明工序简图机床夹具或辅助工具刀具11铣168槽,保证16X60铣床专用夹具高速钢镶齿三面刃铣刀零件号831006材料HT200编制2007.04.02机械加工工艺过程综合卡片零件名称拨叉毛坯重量1.12kg指导生产类型中批生产毛坯种类铸件审核工序安装(工位)工步工序说明工序简图机床夹具或辅助工具刀具11铣斜面X60铣床专用夹具高速钢镶齿三面刃铣刀5机械加工工艺过程卡片产品名称及型号拨叉(CA6140车床)零件名称零件图号材料名称HT200毛坯种类HT200零件重量(kg)毛重1.12kg第 页牌号尺寸净重共 页性能每料件数每台件数每批件数工序号工序内容加工车间设备名称及编号工艺装备名称及编号技术等级时间定额(min)夹具刀具量具单件准备终结1)2)3)4)5)6)7)8)9)10) 铸造粗铣,精铣圆柱右端面 钻,扩,铰孔 铣断 粗车,精车圆弧和圆弧端面 粗铣,精铣面 粗铣,精铣16mm槽 粗铣,精铣圆柱斜面 去毛刺检查 铸造车间机加车间机加车间机加车间机加车间机加车间机加车间机加车间机加车间X52k型立铣床立式钻床Z535X61k卧铣床卧式车床CA6140x52型立铣床 X61k卧铣床X60立铣床专用卡 具专用卡 具专用卡 具专用卡 具专用卡 具专用卡 具专用卡 具YT15硬质合金刀片高速钢麻花钻头锯片刀YT15硬质合金车刀YT15硬质合金刀片直齿三面铣刀YT15硬质合金刀片8.32s114.9s5.7s194s60s56.5s11s更改内容编制王琨抄写王琨王琨审核批准机 械 制 造 工 艺 学课 程 设 计 说 明 书设计题目 设计“拨叉”零件的机械加工工艺 及工艺装备设 计 者 王琨 班 级 机电05-1班学 号 0501040103号 指 导 教 师 史红 目 录序言.4零件的分析.4工艺规程设计.5确定毛坯的制造形式5基面的选择5制定工艺路线5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定5确立切削用量及基本工时6卡具设计14序言 课程设计是我们对所学课程的深入综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们的大学生活中占有重要的地位。另外在做完这次课程设计之后,我得到一次综合性训练,我在想我能在下面几方面得到锻炼: (1)运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识,正确地解决一个零件在加工中的定位,夹紧以及工艺路线安排,工艺尺寸确定等问题,保证零件的加工质量。(2)提高结构设计能力。通过设计夹具的训练,获得根据被加工零件的加工要求,设计出高效,省力,经济合理而能保证加工质量的夹具的能力。(3)学会使用手册以及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称,出处,能够做到熟练的运用。 就我个人而言,我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练,从中锻炼自己发现问题、分析问题和解决问题的能力,为今后参加祖国建设打一个良好的基础。由于个人能力有限,设计尚有许多不足之处,恳请各位老师给予指教,本人将表示真诚的感谢!一 零件的分析 (一).零件的作用 题目所给的零件是CA6140机床上的拨叉,他位于机床变速箱内。主要作用是用于机床的变速。 (二)零件的工艺分析: ,CA6140车床共有四处加工表面,其间有一定位置要求。分述如下:1.以25为中心的加工表面这一组加工表面包括:25的孔,以及其上下端面。 2 以55为中心的加工表面 3 斜面的加工 4 拨槽的加工由上面分析可知,加工时应先加工一组表面,再以这组加工后表面为基准加工另外一组。二. 工艺规程设计 (一) 确定毛坯的制造形式。 零件的材料为HT200铸铁,考虑到零件的几何形状比较复杂。所以用铸造的形式进行毛坯的制造。 (二) 基面的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证,生产率得以提高。否则,加工工艺过程中回问题百出,更有甚者,还会造成零件的大批报废,是生产无法正常进行。(1)粗基准的选择。对于零件而言,尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件,则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则,现选取25孔的不加工外轮廓表面作为粗基准,利用一组共两块压板压住这两个40作主要定位面,限制5个自由度,再以一个销钉限制最后1个自由度,达到完全定位,然后进行车削。(2)精基准的选择。主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时,应该进行尺寸换算,这在以后还要专门计算,此处不再重复。 (三) 制订工艺路线 1. 工艺路线方案 工序 1) 铸造 2) 铣圆柱右端面 3) 钻,扩,铰孔 4) 铣断 5) 车圆弧,车圆弧端面 6) 铣面 7) 铣16mm槽 8) 铣圆柱斜面 9) 去毛刺 10)检查 (四) 机械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸的确定“CA6140车床拨叉”;零件材料为HT200,毛坯重量1.12kg,生产类型中批量,铸造毛坯。据以上原始资料及加工路线,分别确定各家工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下:1. 外圆表面延轴线方向长度方向的加工余量及公差(25,55端面)。查机械制造工艺设计简明手册(以下称工艺手册)表2.22.5,取25,55端面长度余量均为2.5(均为双边加工)铣削加工余量为:粗铣 1mm精铣 0mm2. 内孔(55已铸成孔)查工艺手册表2.22.5,取55已铸成孔长度余量为3,即铸成孔直径为49mm。工序尺寸加工余量:钻孔 2mm扩孔 0.125mm铰孔 0.035mm精铰 0mm3. 其他尺寸直接铸造得到由于本设计规定的零件为中批量生产,应该采用调整加工。因此在计算最大、最小加工余量时应按调整法加工方式予以确认。(五)确立切削用量及基本工时 根据加工工艺,分别对各加工表面的机械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸的确定如下:1. 铣圆柱右端面:选择YT15硬质合金刀片1) 由表1 铣削深度时,端铣刀直径为80mm,Z=52) 铣刀几何形状 由表2 3) 选择切削用量 (1)确定铣削深度 :由于加工余量不大,可在一次走刀内完成 (2)确定每齿进给量 :采用不对称端铣以提高进给量,根据表5 当使用YT15铣床功率为7Kw时 4)选择铣刀磨铣标准及耐用度 由表7 铣刀刀齿后刀面最大磨损量为;由于铣刀直径故耐用度4) 确定切削速度v和每秒钟进给量切削速度由表13 时 各修正系数为 故 根据X52k型立铣床说明书(表24)选择 因此实际切削速度和每齿进给量 5) 计算基本工时 式中 由表20 不对称安装铣刀入切削量及超切削量 故 2. 钻,扩,铰孔1) 选择钻头:选择高速钢麻花钻头,直径钻头几何形状为(表1及表2):双锥修磨横刃, 2) 选择切削用量(1) 确定进给量:由表5 当加工要求为7级精度,材料铸铁时 时 由 时 按钻头强度确定进给量 由表7 当灰铸铁 时 时: 按机床进给机构强度确定进给量 由表8 灰铸铁时 时:机床机构允许的轴向力为9800N。Z535允许最大为15690N。 进给量 由此可以看出受限制的进给量是工艺要求,从中取 由表16 可以查出钻孔时的轴向力在 时为: 轴向力修正系数为1.0 故 故 可用 2)确定钻头磨钝标准及耐用度, 由表9 时 钻头后刀面最大磨损量取为 耐用度 3) 确定切削速度由表10 加工性为第三类 双横刃磨的钻头 时 切削修正系数 故 4) 加工工时 其中 由表22 所以 扩孔: 24.7 按机床取 所以实际切削速度 工时: 切入 所以 铰孔: 取机床标准 1.13r/s 所以实际切削速度: 所以工时: 3. 铣断:选择锯片刀 1)铣削宽度 时, 各修正系数: 所以: 工时: 所以:4. 车圆弧及端面选刀杆尺寸: 刀片厚度:粗车: 加工切削深度 由表4 根据表1 当用YT15硬质合金车刀加工铸铁时: 切削修正系数: 故 由机床 半精车:切削深度 由机床选 切削速度 由机床选 工时 5. 铣面1) 确定切削深度确定切削宽度:由于加工余量不大,所以可一次走刀完成2) 确定每齿进给量根据x52k铣床说明书,其功率为7kw,中等系统刚度根据表3 现取 3) 选择铣刀磨钝标准及耐磨度根据表7 铣刀刀齿后刀面最大磨损为 ,镶齿铣刀()耐用度 4) 确定切削速度和每秒进给量切削深度可根据表21中公式计算 也可查表根据表9 当 时, 各修正系数为: 故 根据机床说明书选择 实际切削速度和每齿进给量为: 5) 检查机床功率根据表5 当 时,切削功率的修正系数 所以实际切削功率为 根据机床说明书,机床主轴允许的功率为 因为,所以此切削用量可以采用。即 6)计算工时 式中 根据表19 入切削量及超切削量 则 故 6. 铣槽 卧式铣床 直齿三面铣刀 1选择切削用量1) 确定铣削宽度由于加工余量不是很大,所以一次走刀完成 2) 确定每齿进给量由机床 功率为 由表3 取 3) 铣刀磨钝标准及耐用度由表7 最大磨损量为 耐用度为:4) 确定切削速度和每秒进给量由表9 当 时 各修正系数为: 故 基本工时: 7. 铣圆柱斜面选YT15硬质合金刀片 每齿进给量 铣床功率为7 取 铣刀磨钝标准及耐用度 由表7 铣刀刀齿后刀面最大磨损量由表8 耐用度 确定切削速度和每秒进给量由表13 时 各修正系数: 所以 基本工时: 三、夹具设计第二章 夹具设计为了提高劳动生产率,保证加工质量,降低劳动强度,需要设计专用夹具。(一)问题的提出:本夹具是用来铣断,由于此孔为预铸孔 ,在前面的加工过程中保证了加工精度,经过与老师商议决定采用升降台铣床,设计铣断夹具。1 定位基准的选择拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理,否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理,或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度(特别是位置精度)要求。因此我们应该根据零件图的技术要求,从保证零件的加工精度要求出发,合理选择定位基准。此零件图没有较高的技术要求,也没有较高的平行度和对称度要求,所以我们应考虑如何提高劳动效率,降低劳动强度,提高加工精度。25的孔和其两端面都已加工好,为了使定位误差减小,选择已加工好的25孔和其端面作为定位精基准,来设计本道工序的夹具,以两销和两已加工好的25孔的端面作为定位夹具。 为了提高加工效率,缩短辅助时间,决定用简单的螺母作为夹紧机构。2切削力和夹紧力计算(1)刀具: 高速钢错齿三面刃铣刀4 机床: x61W型万能铣床 由3 所列公式 得 查表 9.48 得其中: 修正系数 z=24 代入上式,可得 F=889.4N 因在计算切削力时,须把安全系数考虑在内。安全系数 K=其中:为基本安全系数1.5 为加工性质系数1.1 为刀具钝化系数1.1 为断续切削系数1.1 所以 (2)夹紧力的计算 选用夹紧螺钉夹紧机 由 其中f为夹紧面上的摩擦系数,取 F=+G G为工件自重 夹紧螺钉: 公称直径d=20mm,材料45钢 性能级数为6.8级 螺钉疲劳极限: 极限应力幅:许用应力幅:螺钉的强度校核:螺钉的许用切应力为 s=2.54 取s=4 得 满足要求 经校核: 满足强度要求,夹具安全可靠, 使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧,调节夹紧力调节装置,即可指定可靠的夹紧力3定位误差分析(1)定位元件尺寸及公差确定。夹具的主要定位元件为一平面和二定位销,孔与销间隙配合。 (2) 工件的工序基准为孔心,当工件孔径为最大,定位销的孔径为最小时,孔心在任意方向上的最大变动量等于孔与销配合的最大间隙量。本夹具是用来在卧式镗床上加工,所以工件上孔与夹具上的定位销保持固定接触。此时可求出孔心在接触点与销中心连线方向上的最大变动量为孔径公差多一半。工件的定位基准为孔心。工序尺寸方向与固定接触点和销中心连线方向相同,则其定位误差为: Td=Dmax-Dmin 该夹具以一面两销定位,两定位销孔尺寸公差为127。为了满足工序的加工要求,必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺寸公差。与机床夹具有关的加工误差,一般可用下式表示: 由参考文献5可得: 两定位销的定位误差 : 其中:, 且:L=127mm ,得 夹紧误差 : 其中接触变形位移值: 查5表1215有。 磨损造成的加工误差:通常不超过 夹具相对刀具位置误差:取误差总和:从以上的分析可见,所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。4夹具设计及操作的简要说明如前所述,在设计夹具时,应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单,便于操作,降低成本。提高夹具性价比。本道工序为铣床夹具选择了压紧螺钉夹紧方式。本工序为铣余量小,切削力小,所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。本夹具的最大优点就是结构简单紧凑。夹具的夹紧力不大,故使用手动夹紧。为了提高生产力,使用快速螺旋夹紧机构。五 参考文献1赵家齐主编 机械制造工艺学课程设计指导书。北京:机械工业出版社2东北重型机械学院,洛阳农业机械学院编。机床夹具设计手册 上海:上海科学技术出版社,19793 艾兴,肖诗纲主编。切削用量手册 北京:机械工业出版社4 金属切削手册 上海:上海科学文化技术出版社 18
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